概述电能计量领域的自动抄表技术应用研究

迟春光

摘要：随着我国经济的快速发展，科学技术的不断进步和改革开放的不断深入以及经济的高速发展，为电能计量自动抄表的普及奠定基础。电能计量自动抄表技术是现代电力营销的重要手段，其发展的重点是研究通信方式。本文分析电能计量自动抄表技术的现状及发展。

关键词：自动抄表技术；电能；计量；应用

一、电能自动抄表系统结构概述

电能计量自动抄表系统分为直接本地抄表系统、本地抄表系统和远程自动抄表系统。其中直接本地自动抄表系统是完成数字化的电能表加装红外接口，并配备手持抄表单元组成，抄表时操作人员到现场使用抄表器，非接触地读取数据。直接本地自动抄表是现代远程自动抄表系统中附属功能，在智能电能表、采集器、集中器等设备中具备直接本地自动抄表功能，服务于现场监查，故障排除，现场调试等。而本地抄表系统是远程自动抄表的基层环节。

现在应用的远程自动抄表系统大多采用两级通讯网络连接的三个层面的树状结构方式。其中三个层面指前端采集仪表、两级网络的交汇节点-集中器和系统最终的汇集点-数据处理兼计费管理中心。两级通讯网分别是本地抄表网络或单位的局部网与远程公共网络，典型的远程自动抄表系统。

二、电能计量智能技术系统组成

常用的电能计量智能技术系统，它由三个系统组成，分别是：前端采集子、通信子以及中心处理子系统。

1. 前端采集子系统

因为采集信息方法各异，将系统分成了两类，一类是本地自动抄表系统，另一类是远程自动抄表系统。（1）本地自动抄表系统的实现是靠一个红外转换设备来实现的，它把电量转变为红外信号，以此作为通信信号。工作人员在抄表时，所用到的是简单式、快捷式、稳定式的抄表微型计算机，这样就实现了非接触式读出数据，减少了事故的概率。（2）远程自动抄表系统的最前端是由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成，且机电脉冲式一般都添加了光电转换器。同时，在整个系统的最前面，使用电量被转变成电脉冲的形式传送给上一级别的设备采集处理。当前，在很多系统种，会用到两级式数据汇聚的框架，即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数，而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。

2. 通信子系统的含义

即为把数据传递到控制芯片的一种通道。为使其适应多变的环境，它常常由光纤传输、无线信号传输、电话线和低压电力线载波传输这四种传递方式，就是按照通信介质的不同而加以区分的。而通信子系统又是智能技术中的核心所在。数据通信方式的选择需要考虑的因素很多，主要有地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素所限定。而我国不同地方对通信方式使用的侧重点不同。由于西方发达国家，电能计量自动抄表技术相对是先进的，在电力系统中的配电网络很完善，因此低压电力线载波技术也得以推广；而国内，由于受到很多因素的限制，只能依靠电话线实现通信。最近几年，得益于扩频技术的实质性发展，低压电力线载波外界干扰的问题得到很大的改善，所以我国也有低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。

3. 中心处理子系统

中心处理工作站和软件一经组合，就结合成中心处理子系统。可以说，它是电能计量智能技术系统的核心部分，全部的资料凭借信道传输到这里，工作人员凭借软件来对数据进行评估，最后得到解决的方案。那么，在硬件默认的情况下，还可向下级集中器或电能表等部件发送指令，最终实现对用电量控制的问题。

三、电能计量自动抄表技术发展现状

1.电能表

传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展，使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要，今后电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种为主。

2.采集器和集中器

采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，现在的产品也比较成熟。

3.通信信道

电能计量自动抄表技术中的关键是通信子系统。数据通信方式选取要综合环境特点、用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重，国外发达国家对电能计量自动抄表技术研究起步较早，配电网络较规范、完备，低压电力线载波技术被广泛应用。而我国受条件所限，较多使用电话线通信。随着扩频技术研究的深入，低压电力线载波中干扰大的问题目前已逐步得到解决，低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用也逐步推广。

四、电能计量自动抄表技术未来发展展望

1.信息传递发展的趋势

当前发现已经发现且切实科学的通信方式有很多，具有明显优势的有低压电力线载波技术与无线扩频通信两种。低压电力线载波技术工作原理是将用电信息进行高压调制形成高频信号，并将其叠加在供电线路中，通过电力供应实现信息的传输。与其他的信号传输方式相比，低压电力线载波技术不需要铺设专门的通信信道，可以有效节约建设成本[3]。同时，该技术的维护较为简单，使用也相对简单。目前10KV以上的高压电力线载波技术以及发展成熟，而低压线路中依然存在着许多稳妥。相信随着科技的发展，该技术最终为应用到所有电能計量自动抄表系统中去。线扩频通信技术是将电力信息转化为数字信号，通过扩频码发生器调制后以扩展信号的形式传播出去。该技术的主要特点抗干扰能力较强。每一种通信技术都有各自的优势与弊端，为确保电能计量自动抄表系统的正常运行，可以结合几种技术形成复合通信。

2.建立基于电能计量自动抄表系统的信息化平台

综合性的信息化管理平台是提高电力企业工作效率的重要手段，同时也是客户与电力企业进行信息交流的重要平台。科学合理的信息平台必须能够满足电力企业工作人员的各项管理需要，同时还必须满足电力企业信息发布，对电力系统进行管理的需要。同时，该系统还必须具有客户与电力企业直接对话的问题，方便客户获取自身用电信息，并实现缴费、信息查询、业务预约等诸多功能。

3.加强电能计量自动抄表系统的安全性

电能计量自动抄表系统安全性主要是指数据传输的安全性，即数据不会受到非法攻击而丢失，也不能因此而出现泄漏。信息安全已经成为当前人们普遍关心的一个话题。电能计量自动抄表系统未来的发展必然要加强做好这一部分的管理，通过强化防御措施，抵御数据采集、数据传播与数据处理过程中安全问题。

4.复合通信

在电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中，各种通信模式都有利弊，采用单一通信技术的方案很难完全满足需要，因此提出复合通信方案。复合通信方案是在自动抄表不同通信阶段采用不同通信方式，组成实现电能自动抄表的复合通信网络。数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段可采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式；而在集中器到中央处理站段，可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式，需根据实际情况综合考虑。混合使用的各种通信方式之间要有良好相容性，不能相互干扰。

结语

电力营销效率的提高，主要取决于营销部门对配网信息、用户现状和需求的了解程度，对各种数据分门别类加以采集分析并有效利用。电能计量自动抄表系统，可以充分采集用户的各种数据信息，对数据进行集中存储和统一分析，对加强需求管理，具有重要的意义。

参考文献：

[1]周振禄. 电能计量自动抄表技术的现状与发展[J]. 华东科技：学术版，2014（4）：282-283.

[2]袁媚. 浅谈电能计量自动抄表技术的现状及展望[J]. 山东工业技术，2015（22）：175-175.

[3]石娟，李蕾. 浅析电力计量自动抄表技术的现状及展望[J]. 低碳世界，2015（9）：64-65.